Экологические инновации в зеленой экономике

Концепция зеленой экономики в последнее время стала стратегическим приоритетом в устойчивом развитии для многих стран. Превратив свою экономику в движущую силу устойчивости, эти страны будут готовы к решению основных проблем 21 века - от урбанизации и нехватки ресурсов до изменения климата и экономической нестабильности.

Для достижения целей устойчивого развития «зелёная» экономика должна сочетать циркулярный и инклюзивный рост, улучшающие благосостояние людей и создающие социальную справедливость, одновременно снижающие экологические риски.

По данным Всемирной метеорологической организации (ВМО), рекордные показатели концентрации парниковых газов в атмосфере и связанное с ними накопленное тепло привели планету к новым реалиям с далеко идущими негативными последствиями для нынешнего и будущих поколений [1].

Актуальность исследования обусловлена необходимостью ускоренного перехода к зеленой экономике на основе экологических инноваций в целях снижения экологических рисков. С ростом глобальных выбросов с угрожающей скоростью городам и производству необходимо переходить к более чистым ресурсам, топливу, энергии и технологиям. Эти инновации позволяют процессам, продуктам и услугам снижать негативное воздействие на окружающую среду.

Согласно определению ОЭСР, экологические инновации – это любые инновации, которые связаны с ресурсосбережением, в большей степени используются с целью значительного уменьшения влияния человека на окружающую среду.

Ниже представлены актуальные тенденции в развитии экологических инноваций и зеленых технологий (cleantech).

Возобновляемые источники энергии. При нынешних темпах истощения ископаемого топлива существует острая необходимость в альтернативных источниках энергии, которые будут длиться дольше, не нанося ущерба окружающей среде. Возобновляемые источники энергии, такие как солнечная, ветровая, геотермальная и волновая энергия, являются наиболее популярными альтернативами. Различные отрасли используют возобновляемые виды топлива, чтобы сделать свою деятельность более чистой и устойчивой [2]. Компании внедряют устойчивые инновации с использованием возобновляемых источников энергии для оптимизации крупномасштабных операций с высоким уровнем выбросов углерода. Например, солнечный участок до 50 м2, оснащенный высокоэнергетическими фотоэлектрическими элементами способен генерировать около 8000 кВт⋅ч энергии (достаточно для обеспечения трёх среднестатистических домохозяйства)

Низкоуглеродистая конструкция. Строительная отрасль печально известна выбросом вредных загрязняющих веществ в окружающую среду и использованием в своих процессах очень расточительных материалов. Тем не менее, строительный сектор переходит к более устойчивым и круговым практикам. Низкоуглеродное строительство позволяет сделать процесс строительства менее вредным и более синхронизированным с живой природой, включая стены растений или экстерьеры, которые облегчают охлаждение. Уже сейчас строительные компании во многих странах мира используют более чистые материалы в домах и общественных местах, чтобы ограничить потребление энергии без ущерба для ключевых параметров качества. Кроме того, они разрабатывают альтернативы, такие как бетон на основе конопли, бамбуковые полы и зеленая изоляция, чтобы заменить загрязняющие материалы [3]. Например, при толщине стен 400 мм с использованием утеплителя из костробетона для обогрева помещения площадью 100 м2 необходимо в зимнее время года всего 3 кВт/ч электроэнергии. А модификация окон со встроенным блоком управления и фотоэлектрический модуль для преобразования поглощенного света в электрическую энергию, что снижает потребление энергии на отопление и охлаждение в периоды пикового спроса на энергию.

Альтернативная мобильность. Сектор мобильности делает большие скачки в области чистых технологий с такими разработками, как электромобили (EV). Типы электромобилей включают аккумуляторные транспортные средства, гибридные транспортные средства, технологии hyperloop и подключаемые гибридные транспортные средства. Кроме того, уже сейчас тестируются различные комбинации устойчивых видов топлива, чтобы полностью заменить обычные автомобильные топлива. Одним из примеров традиционной альтернативы топливу является зеленый водород, полученный путем расщепления воды на водород и кислород с использованием низкоуглеродистых источников энергии. Сектор мобильности также включает другие экологически чистые технологии, такие как зарядные станции EV и зеленые GPS-системы с искусственным интеллектом, для облегчения декарбонизации. Зеленый водород – это один из способов остановить развитие и создать устойчивую энергетическую систему, потому что источник энергии не содержит CO2 и является возобновляемым. Его можно хранить, транспортировать и заменять им ископаемое топливо во многих областях. В 1 килограмме зеленого водорода содержится столько же энергии, сколько в 2,1 кг природного газа или 2,8 кг бензина (в зависимости от теплотворной способности).

Улавливание, использование и хранение углерода. Улавливание, использование и хранение углерода (CCU) – это процесс улавливания выбросов углерода для хранения или утилизации захваченного углерода, тем самым обращая вспять его негативные последствия. Эти методы обеспечивают чистую утилизацию промышленного углекислого газа (CO2), который в противном случае загрязнил бы окружающую среду [4]. Инновации в этой области включают искусственный фотосинтез с использованием биосолярных листьев и решений на основе фитопланктона, которые имитируют химический процесс фотосинтеза. Достижения CCU также касаются выбросов метана крупного рогатого скота, одного из крупнейших факторов выбросов парниковых газов. Кроме того, уже разрабатываются технологии для переработки углерода в различные полезные материалы, такие как пластмассы на основе углерода и биочар.

Круговое обращение с отходами. Безопасное и устойчивое обращение с отходами снижает воздействие на окружающую среду. Хотя управление отходами это старая концепция, многие компании внедряют инновации, чтобы либо максимально эффективно утилизировать мусор, либо перерабатывать его в полезные материалы для улучшения жизненного цикла продукта. Waste to energy solutions включает в себя такие процессы, как анаэробное сбраживание, пиролиз, сжигание и газификация для преобразования отходов в топливо [5]. Обработка несегрегированного бытового мусора путем термической газификации. Он оставляет после себя побочный продукт, шлак, который находит применение в устойчивом строительстве.

Зеленые материалы. Масштабируемые компании в разных отраслях заменяют ископаемые материалы зелеными альтернативами. Эти материалы получены из органических источников, включая пищевые и сельскохозяйственные отходы, без производства токсичных побочных продуктов. Биопластики и биоволокна являются наиболее часто используемыми зелеными материалами и сокращают количество отходов от одноразовых пластмасс и текстиля. Исследователи изучают альтернативы сырья, которые могут заменить существующие методы кормления массового скота, чтобы не нарушить экологический пищевой цикл.

Устойчивая автоматизация. Автоматизация очень эффективна в управлении отраслями в направлении устойчивого развития. Важным применением автоматизации является создание систем мониторинга, которые позволяют автономным решениям, таким как интеллектуальные термостаты, управлять приборами. Интересное нововведение – интеллектуальная электрическая полоса, которая предотвращает переход приборов в режим ожидания и вместо этого отключает их. Это значительно сокращает энергию, потраченную гаджетами, когда они не используются.

Внедрение вышеперечисленных зеленых технологий позволило бы существенно снизить углеродные выбросы в атмосферу, использовать чистую энергию и возобновляемое топливо в целях снижения негативного влияния производства и прочей инфраструктуры на изменение климата.

Среди основных перспектив для России в сфере зеленых технологий и инноваций можно выделить следующие: ответственное потребление поможет РФ снизить углеродоемкость экономики; преобразования в рамках «зеленой» экономики позволят дополнительно увеличить ВВП, создать новые рабочие места, сформировать новые отрасли промышленности и сферы услуг; повышение эффективности производства на основе экологических инноваций приведет к увеличению конкурентоспособности российской экономики; рост инноваций, учитывая российский потенциал в области развития макротехнологий, лазерных, нано-, биотехнологий способствует ускоренному переходу к зеленой экономике.

Таким образом, к преимуществам внедрения «зеленых» инноваций относятся, в первую очередь, снижение антропогенного воздействия на окружающую среду, улучшение здоровья людей, сбережение ресурсов, повышение эффективности производства. Результатом применения инноваций в природопользовании является экономический, экологический и социальный эффекты, способствующие устойчивому развитию страны.

На наш взгляд ключевое значение для экономики России имеет трансформация и изменение приоритетов развития энергетического сектора. Самый большой вклад в загрязнение окружающей среды России, истощение природных ресурсов и деградацию девственных территорий вносит энергетический сектор. В связи с этим в России критическое значение для перехода к зеленой экономике имеет модернизация энергетики, которая является узловым сектором для страны.

Основной проблемой по внедрению экологических инноваций для бизнеса является, так называемый, пролонгированный эффект. По сути, инвестируя в зеленую экономику, компания не получает никаких экологических эффектов в настоящий момент, именно это является причиной нежелания бизнеса переходить на «дорогое» экологичное производство. Тем не менее, сегодня бизнесу выгодно быть ответственным, поскольку реализация экологических инициатив повышает конкурентоспособность и становится инвестицией в развитие. Вместе с тем необходимо оценить тот факт, что переход к зеленой экономике принесет неоспоримый вклад в устойчивое развитие страны в перспективе, способствуя сокращению экологических рисков и угроз.

1. Всемирная метеорологическая организация: https://public.wmo.int/ru
2. ВШЭ Институт энергетики: https://energy.hse.ru/Wiie
3. Vilpe: https://www.vilpe.com/ru/2020/11/25/низкоуглеродное-строительство-на-пу/
4. Neftegaz.ru: https://neftegaz.ru/
5. Ростех: https://rostec.ru/